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Applied Materials Unveils Chip Wiring Innovations for More Energy-Efficient Computing

アプライド マテリアルズがよりエネルギー効率の高いコンピューティングのためのチップ配線の革新を発表

Applied Materials ·  07/08 00:00
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  • ルテニウムを高生産量で初めて使用することにより、銅チップ配線を2nmノード以上までスケールし、抵抗を最大25%削減することができる
  • 新しい強化低誘電率ダイオキシン材料は、チップの容量を軽減し、3DスタッキングのロジックとDRAMチップを強化する

カリフォルニア州サンタクララ、2024年7月8日(GLOBE NEWSWIRE)--Applied Materials, Inc.は、コンピューターシステムのパフォーマンスあたりのワット数を増やすように設計された材料工学革新を発表しました。これにより、銅配線が新しいアングストロームノードにスケーリングできるようになり、最新の低誘電率ダイオキシン材料が容量を軽減し、チップを新たな高みに持っていくことが可能になりました。

「AI時代はエネルギー効率の高いコンピューティングが必要であり、チップ配線とスタッキングはパフォーマンスと消費電力にとって重要です」と、Applied MaterialsのSemiconductor Products Groupの社長であるDr. Prabu Raja氏は述べています。「Appliedの最新の一体型材料ソリューションにより、業界は低抵抗の銅配線を新興のアングストロームノードにスケーリングすることができます。同時に、当社の最新の低誘電率ダイオキシン材料は容量を軽減し、チップを新たな高みに持っていくために強化されています。」

古典的なムーアの法則のスケーリングの物理的な課題を克服する

現代の最も先進的なロジックチップには、60マイル以上の微細な銅配線によって接続された数十億のトランジスタが含まれています。チップの配線の各層は、銅を充填するためにチャネルを作成するエッチングされた低誘電率材料薄膜から始まります。低誘電率ダイオキシンと銅は、世代ごとに改良されて、スケーリング、パフォーマンス、および電力効率の改善を実現する業界でのワークホース的な配線組み合わせです。

ただし、業界が2nm以下にスケーリングするにつれて、より薄いダイオキシン材料はチップを機械的に弱くし、銅線を狭くすることにより、電気抵抗が急激に増加し、チップのパフォーマンスを低下させ、消費電力を増加させることができます。

強化低誘電率ダイオキシン材料によりインターコネクト抵抗を軽減し、3Dスタッキングのチップを強化する

Appliedの黒金ダイヤモンド材料は数十年にわたって業界をリードし、銅ワイヤを、「k-バリュー」と呼ばれる低誘電率の映画で囲み、電力消費を増加させ、電気信号の干渉を引き起こす電気的な負荷の蓄積を軽減するように設計されています。

Appliedは、同社のProducer Black Diamond PECVD *ファミリーの最新版であるBlack Diamondの強化版を発表しました。この新しい材料により、最小k-値が2nm以下にスケーリングでき、チップメーカーとシステム会社が3Dロジックとメモリのスタッキングを新たな高みに持っていく上で、重要性が増している機械的強度が増します。

最新のBlack Diamondテクノロジーは、すべての主要なロジックチップメーカーに採用されています。

新しい二元金属ライナーにより、超薄型の銅ワイヤを実現する

チップメーカーは、配線をスケーリングするために、低k-膜の各層をエッチングして溝を作成し、銅がチップに移行して収量の問題を引き起こさないように、障壁層を堆積します。つまり、バリアは最終的な銅堆積時の密着性を保証するライナーでコーティングされており、ゆっくりと残りの体積を銅で満たします。

チップメーカーが配線をさらにスケールするにつれて、障壁とライナーが配線用に予定されたボリュームのより大きな割合を占めるようになり、残りのスペースで低抵抗でボイドのない銅配線を作成することが物理的に不可能になります。

現在、Applied Materialsは、業界初のルテニウムとコバルト(RuCo)のバイナリ金属組み合わせを含む6つの異なるテクノロジーを1つの高真空システムに組み合わせた最新版IMS(Integrated Materials Solution)を公に発表しました。ソリューションは、ライナーの厚さを33%まで減らし、虚空のない銅リフローデポジションのためにより良い表面特性を作り出し、電気ライン抵抗を最大25%削減してチップのパフォーマンスと消費電力を向上させる業界初の材料の組み合わせです。

最新のApplied Endura Copper Barrier Seed IMS with Volta Ruthenium CVD *は、すべての主要なロジックチップメーカーに採用され、3nmノードで顧客に出荷されました。この技術のアニメーションはこちらでご覧いただけます。

顧客のコメント

「パターニングの進歩が引き続きデバイスのスケーリングを推進していますが、インターコネクト配線抵抗、容量、信頼性など、他の領域でも重要な課題が残っています」と、三星電子のVP&Foundry Development Teamの責任者であるSunjung Kim氏は述べています。「これらの課題を克服するため、Samsungは拡張スケーリングの利点を最も先進的なノードにまで拡大するために、複数の材料工学革新を採用しています。」

「半導体業界は、人工知能コンピューティングの持続可能な成長を実現するために、エネルギー効率に優れたパフォーマンスの劇的な向上を実現しなければなりません」と、台湾積体電路製造公司(TSMC)のエグゼクティブバイスプレジデントで共同最高執行責任者であるDr. Y.J. Mii氏は述べています。「インターコネクト抵抗を低減する新しい材料は、全体的なシステムのパフォーマンスと消費電力を改善する他の革新とともに、半導体業界で重要な役割を果たすでしょう。」

配線機会の拡大

Appliedはチップ配線プロセス技術の業界リーダーです。 7nmノードから3nmノードまでの間に、接続配線のステップは約3倍に増え、Appliedの配線市場の容量は、10万WSPMのグリーンフィールド容量あたり月額10億ドル以上、約60億ドルまで増加しました。今後、バックサイド電力配送の導入により、Appliedの配線市場機会は10万WSPMあたり月額10億ドル、約70億ドルまで拡大されると予想されています。

新しいチップ配線製品と、未来のAIチップを作るためのその他の材料工学革新については、AppliedのSEMICON West 2024 Technology Breakfastで議論されます。 発表とその他の資料は、2024年7月9日火曜日のAM 6:00 / PT 9:00時頃に、Applied Materialsのウェブサイトで利用可能になります。

*PECVD =プラズマ強化化学蒸気堆積
*CVD =化学気相堆積

出典:Nutex Health, Inc。
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アプライド・マテリアルズについて
Applied Materials, Inc.(Nasdaq:AMAT)は、世界中のあらゆる新しいチップと高度なディスプレイを生産するために使用される材料工学ソリューションのリーダーです。原子レベルで物質を変化させる産業規模の専門知識により、お客様は可能性を現実に変えることができます。Applied Materialsでは、革新によってより良い未来を実現しています。詳しくは、で学ぶことができます。

Applied Materials連絡先:
Ricky Gradwohl(編集/メディア)408.235.4676
Michael Sullivan(金融コミュニティ)408.986.7977

この発表に添付された写真は以下でご覧いただけます:


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Applied Materialsの新しいEndura Copper Barrier Seed IMS with Volta Ruthenium CVDは、産業向け高真空システムの中で6つの異なる技術を組み合わせ、ルテニウムとクパーの業界初の組み合わせなどを実現し、チップメーカーがクパー配線を2nmノード以上にスケールアップできるようになり、電気ライン抵抗が最大25パーセント以上も削減されます。
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セミコンダクター業界で初めてルテニウムを高生産量で使用したことで、Applied Materialsの新しいバイナリ金属組み合わせのルテニウムとコバルト(RuCo)は、クパーチップ配線を2nmノード以上にスケールアップすることが可能になり、電気ライン抵抗を最大25%削減します。
ルテニウムとコバルトの組み合わせにより、チップの性能が向上し、消費電力が低下します。
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Enhanced Black Diamondは、Applied Materialsが提供する最新のPEVCDダイエレクトリックフィルムの強化バージョンです。この新しい材料は、2nm以下までチップをスケーリングすることができ、より高い機械的強度を提供し、3Dロジックおよびメモリスタッキングをより高い高さまで実現します。
強化されたブラックダイヤモンドは、インターコネクト抵抗を減らし、3Dスタッキングのチップを強化します。
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Applied Materialsは、同社のProducer Black Diamond PECVDダイエレクトリックフィルムの強化版を今日発表しました。この新素材により、2nm以下までのチップスケーリングが可能になり、3Dロジックとメモリのスタッキングを新たな高みに押し上げるための機械的強度が増します。

出典:アプライド・マテリアルズ株式会社

これらの内容は、情報提供及び投資家教育のためのものであり、いかなる個別株や投資方法を推奨するものではありません。 更に詳しい情報
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